CN101900046A - 乙醇含量确定系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乙醇含量确定系统和方法。一种用于车辆的燃烧控制系统包括位置确定模块和乙醇确定模块。所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力以及在发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩中的一个来确定在发动机循环期间在发动机气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角。所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定燃料的乙醇含量。

Description

乙醇含量确定系统和方法
技术领域
本发明涉及内燃机，且更具体地涉及发动机控制系统。
背景技术
在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前所署名发明人的工作(在背景技术部分描述的程度上)和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。
现在参考图1，示出了发动机系统100的功能框图。空气通过进气歧管104抽吸到发动机102中。节气门阀106控制进入发动机102的空气流。节气门致动器模块108控制节气门阀106，因而控制进入发动机102的空气流。节气门致动器模块108可包括例如电子节气门控制器(ETC)。空气与来自于一个或多个燃料喷射器110的燃料混合以形成空气/燃料混合物。燃料致动器模块111控制燃料喷射器110。
空气/燃料混合物在发动机102的一个或多个气缸112内燃烧。空气/燃料混合物的燃烧可通过例如燃料喷射或提供给火花塞114的火花启动。在火花点火发动机系统中，火花致动器模块116控制提供给火花塞114的火花。
空气/燃料混合物的燃烧产生扭矩和排气。更具体地，在空气/燃料混合物在气缸中的燃烧期间，扭矩经由放热和膨胀产生。扭矩由发动机102的曲轴118传递通过传动系(未示出)到达一个或多个车轮，以推进车辆。排气从气缸排出给排气系统120。
发动机控制模块(ECM)130控制发动机102的扭矩输出。例如，ECM 130基于驾驶员输入和/或其它输入来控制发动机102的扭矩输出。驾驶员输入模块132将驾驶员输入提供给ECM 130。驾驶员输入可包括例如加速踏板位置、制动踏板位置、巡航控制输入和/或其它合适的驾驶员输入。其它输入可包括例如来自于各个传感器的输入和/或来自于其它控制器(未示出)的输入，其它控制器例如变速器控制模块、混合动力控制模块和底盘控制模块。
发明内容
一种用于车辆的燃烧控制系统包括位置确定模块和乙醇确定模块。所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力以及在发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩中的一个来确定在发动机循环期间在发动机气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角。所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定燃料的乙醇含量。
在其它特征中，所述燃烧控制模块还包括放热模块。所述放热模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸压力来确定燃料的放热曲线。所述位置确定模块基于所述放热曲线来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述放热模块基于气缸压力和拖动气缸压力(motored cylinder pressure)来确定气缸压力比；确定每个气缸压力比的对应放热值；以及基于所述放热值来确定放热曲线。
在进一步的特征中，所述燃烧控制系统还包括放热模块。所述放热模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸压力来确定燃料的放热曲线，且基于所述放热曲线来确定百分比放热值。所述位置确定模块基于所述百分比放热值来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述燃烧控制系统还包括扭矩比确定模块。所述扭矩比确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的扭矩和气缸的拖动扭矩来确定扭矩比。所述位置确定模块基于所述扭矩比来确定曲轴角。
在其它特征中，所述燃烧控制系统还包括扭矩比确定模块。所述扭矩比确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的扭矩和气缸的拖动扭矩来确定扭矩比。所述扭矩比确定模块基于所述扭矩比来确定百分比扭矩比。所述位置确定模块基于所述百分比扭矩比来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述扭矩比分别对应于预定曲轴角，且每个扭矩比等于在一个预定曲轴角下的测量扭矩与在一个预定曲轴角下的拖动扭矩的商。
在进一步的特征中，所述燃烧控制系统还包括燃烧控制模块。所述燃烧控制模块基于乙醇含量来调节喷射的燃料质量和火花正时中的至少一个。
在另外的特征中，所述燃烧控制模块基于乙醇含量来调节至少一个其它燃烧参数。
一种用于车辆的燃烧控制系统包括位置确定模块和乙醇确定模块。所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力来确定在发动机循环期间在发动机气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角。所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定燃料的乙醇含量。
在其它特征中，所述燃烧控制系统还包括放热模块。所述放热模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸压力来确定燃料的放热曲线。所述位置确定模块基于所述放热曲线来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述放热模块基于气缸压力和拖动气缸压力来确定气缸压力比；确定每个气缸压力比的对应放热值；以及基于所述放热值来确定放热曲线。
在进一步的特征中，所述燃烧控制系统还包括放热模块。所述放热模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸压力来确定燃料的放热曲线，且基于所述放热曲线来确定百分比放热值。所述位置确定模块基于所述百分比放热值来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述燃烧控制系统还包括燃烧控制模块。所述燃烧控制模块基于乙醇含量来调节喷射的燃料质量和火花正时中的至少一个。
一种用于车辆的燃烧控制系统包括位置确定模块和乙醇确定模块。所述位置确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩来确定在发动机循环期间在发动机气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角。所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定燃料的乙醇含量。
在其它特征中，所述燃烧控制系统还包括扭矩比确定模块。所述扭矩比确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的扭矩和气缸的拖动扭矩来确定扭矩比。所述位置确定模块基于所述扭矩比来确定曲轴角。
在另外的特征中，所述燃烧控制系统还包括扭矩比确定模块。所述扭矩比确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的扭矩和气缸的拖动扭矩来确定扭矩比。所述扭矩比确定模块基于所述扭矩比来确定百分比扭矩比。所述位置确定模块基于所述百分比扭矩比来确定曲轴角。
在进一步的特征中，所述扭矩比分别对应于预定曲轴角，且每个扭矩比等于在一个预定曲轴角下的测量扭矩与在一个预定曲轴角下的拖动扭矩的商。
在另外的特征中，所述燃烧控制系统还包括燃烧控制模块。所述燃烧控制模块基于乙醇含量来调节喷射的燃料质量和火花正时中的至少一个。
本发明涉及下述技术方案。
1.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力和在所述发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩中的一个来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
2.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，其中，所述位置确定模块基于所述放热曲线来确定所述曲轴角。
3.根据方案2所述的燃烧控制系统，其中，所述放热模块基于所述气缸压力和拖动气缸压力来确定气缸压力比；确定每个所述气缸压力比的对应放热值；以及基于所述放热值来确定所述放热曲线。
4.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，且基于所述放热曲线来确定百分比放热值，其中，所述位置确定模块基于所述百分比放热值来确定所述曲轴角。
5.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述扭矩比来确定所述曲轴角。
6.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，且基于所述扭矩比来确定百分比扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述百分比扭矩比来确定所述曲轴角。
7.根据方案5所述的燃烧控制系统，其中，所述扭矩比分别对应于预定曲轴角，且每个所述扭矩比等于在所述预定曲轴角中的一个下的测量扭矩与在所述预定曲轴角中的所述一个下的拖动扭矩的商。
8.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括燃烧控制模块，所述燃烧控制模块基于所述乙醇含量来调节喷射的所述燃料的质量和火花正时中的至少一个。
9.根据方案8所述的燃烧控制系统，其中，所述燃烧控制模块基于所述乙醇含量来调节至少一个其它燃烧参数。
10.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
11.根据方案10所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，其中，所述位置确定模块基于所述放热曲线来确定所述曲轴角。
12.根据方案11所述的燃烧控制系统，其中，所述放热模块基于所述气缸压力和拖动气缸压力来确定气缸压力比；确定每个所述气缸压力比的对应放热值；以及基于所述放热值来确定所述放热曲线。
13.根据方案10所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，且基于所述放热曲线来确定百分比放热值，其中，所述位置确定模块基于所述百分比放热值来确定所述曲轴角。
14.根据方案1所述的燃烧控制系统，还包括燃烧控制模块，所述燃烧控制模块基于所述乙醇含量来调节喷射的所述燃料的质量和火花正时中的至少一个。
15.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
16.根据方案15所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述扭矩比来确定所述曲轴角。
17.根据方案15所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，且基于所述扭矩比来确定百分比扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述百分比扭矩比来确定曲轴角。
18.根据方案17所述的燃烧控制系统，其中，所述扭矩比分别对应于预定曲轴角，且其中，每个所述扭矩比等于在所述预定曲轴角中的一个下的测量扭矩与在所述预定曲轴角中的所述一个下的拖动扭矩的商。
19.根据方案15所述的燃烧控制系统，还包括燃烧控制模块，所述燃烧控制模块基于所述乙醇含量来调节喷射的所述燃料的质量和火花正时中的至少一个。
本发明的进一步应用领域从下文提供的详细说明显而易见。应当理解的是，详细说明和具体示例仅为说明的目的且并没有意图限制本发明的范围。
附图说明
从详细说明和附图将更充分地理解本发明，在附图中：
图1是根据现有技术的发动机系统的功能框图；
图2A-2B是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；
图3A-3B是根据本发明原理的示例性燃烧监测模块的功能框图；
图4是根据本发明原理示出了在50％的燃料喷射量被燃烧时的曲轴角(CA50)和燃料中的乙醇含量之间的示例性关系的曲线图；
图5是根据本发明原理示出了在扭矩比和燃烧燃料的CA50之间的示例性关系的曲线图；和
图6A-6B是示出了根据本发明原理的示例性方法的流程图。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示例性的且绝不意图限制本发明、它的应用、或使用。为了清楚起见，在附图中使用相同的附图标记标识类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C的至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑“或”的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的是，方法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。
如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适的部件。
内燃机燃烧空气/燃料混合物，以产生驱动转矩。燃料可包括无铅汽油。然而，在一些车辆中，也可以燃烧替代燃料类型。例如，灵活燃料车辆能够燃烧E85燃料和无铅汽油的混合物。E85燃料包括乙醇和汽油的混合物。燃料的乙醇含量(例如，百分比)可影响空气/燃料混合物的燃烧。
根据本发明的发动机控制模块确定发动机气缸内燃烧的预定量燃料。ECM确定在燃烧预定百分比(例如，50％)的燃料时的曲轴角。燃烧50％的燃料时的曲轴角称为CA50。
ECM基于CA50来确定燃料的乙醇含量。基于燃料的乙醇含量，一个或多个燃烧参数可以被选择性地调节以使得排放和燃料消耗最小化。在一种实施方式中，ECM基于在燃料燃烧期间由气缸压力测量的气缸压力来确定CA50。在另一种实施方式中，ECM基于在燃料燃烧期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩来确定CA50。
现在参考图2A-2B，示出了示例性发动机系统200和270的功能框图。发动机系统200和270包括发动机102，发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生驱动转矩。空气通过节气门阀106吸入进气歧管104。节气门致动器模块108控制节气门阀106的开启，因而控制进入发动机102的空气流。
来自进气歧管104的空气被吸入到发动机102的气缸中。虽然发动机102可以包括多个气缸，但是为了示例的目的示出了单个有代表性的气缸112。仅作为示例，发动机102可以包括1、2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。
来自进气歧管104的空气通过相关进气阀236被吸入到气缸112中。发动机控制模块(ECM)230控制由燃料喷射器110喷射的燃料量(例如，质量)和燃料喷射正时。更具体地，燃料致动器模块111基于来自于ECM230的信号而控制燃料喷射器110的开启。
燃料喷射器110可将燃料直接喷射到气缸112中，如图2A-2B所示。在其它实施方式中，燃料喷射器110可在中间位置处将燃料喷射到进气歧管104中或者可在多个位置处(例如，每个气缸的进气阀附近)将燃料喷射到进气歧管104中。喷射的燃料与空气混合且形成空气/燃料混合物。
气缸112内的活塞(未示出)压缩气缸112内的空气/燃料混合物。基于来自于ECM230的信号，火花致动器模块116激励火花塞114，火花塞114启动空气/燃料混合物的燃烧。在其它发动机系统中，可以不需要火花塞114来启动燃烧。火花正时可相对于活塞处于其最上位置时(称为上止点(TDC))的时间来规定，上止点即空气/燃料混合物被最大程度地压缩的点。
空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞向下，且活塞旋转地驱动曲轴118。活塞驱动曲轴118向下，直到活塞达到最下位置(称为下止点(BDC))。活塞然后开始再次向上移动且通过相关排气阀238驱出燃烧副产物。燃烧副产物经由排气系统120从车辆排出。
进气阀236由进气凸轮轴240控制，排气阀238由排气凸轮轴241控制。在其它实施方式中，多个进气凸轮轴可控制每个气缸的多个进气阀和/或可控制多组气缸的进气阀。类似地，多个排气凸轮轴可控制每个气缸的多个排气阀和/或可控制多组气缸的排气阀。
进气凸轮移相器242控制进气凸轮轴240，从而控制进气阀236的开启(例如，升程、正时和持续时间)。类似地，排气凸轮移相器244控制排气凸轮轴241，因而控制排气阀238的开启(例如，升程、正时和持续时间)。进气阀236和排气阀238的开启正时可相对于例如TDC位置或BDC位置规定。移相器致动器模块246基于来自于ECM230的信号而控制进气凸轮移相器242和排气凸轮移相器244。
发动机系统200和270还可以包括增压装置，所述增压装置将增压空气提供给进气歧管104。仅作为示例，图2A-2B示出了涡轮增压器250。涡轮增压器250通过流经排气系统120的排气提供动力且将压缩空气充气提供给进气歧管104。涡轮增压器250可包括可变几何形状涡轮(VGT)或其它合适类型的涡轮增压器。
废气门252选择性地允许排气旁通涡轮增压器250，从而降低涡轮增压器的输出(或增压)。ECM 230经由增压致动器模块254来控制涡轮增压器250的增压。增压致动器模块254可通过例如控制废气门252的位置或涡轮增压器250本身(例如，叶片)来调节涡轮增压器250的增压。
可采用中间冷却器(未示出)以驱散压缩空气充气的热量中的一些。该热量可以在空气被压缩时产生。另一热源是排气系统120。其它发动机系统可包括增压器，增压器将压缩空气提供给进气歧管104且由曲轴118驱动。
发动机系统200和270还可以包括排气再循环(EGR)阀256，EGR阀256将排气选择性地改向回到进气歧管104。虽然EGR阀256在图2A-2B中显示为位于涡轮增压器250的上游，但是EGR阀256可以位于涡轮增压器250的下游。也可采用EGR冷却器(未示出)以在排气提供给进气歧管104之前冷却改向的排气。
ECM 230基于驾驶员输入和其它输入来调节发动机102的扭矩输出。驾驶员输入可包括例如加速踏板位置、制动踏板位置、巡航控制输入和/或其它合适的驾驶员输入。其它输入可包括例如来自于各个传感器的输入和/或来自于其它控制器(未示出)的输入，其它控制器例如是变速器控制模块、混合动力控制模块和底盘控制模块。
ECM 230基于曲轴118的位置从曲轴传感器258接收曲轴位置信号。曲轴位置信号可用于确定曲轴118的旋转速度(即，发动机速度)(单位：转每分(rpm))。
仅作为示例，曲轴传感器258可包括可变磁阻(VR)传感器或其它合适类型的曲轴传感器。曲轴位置信号可包括脉冲序列。脉冲序列中的每个脉冲可在随曲轴118旋转的带N个齿的轮(未示出)的齿经过VR传感器时产生。因而，每个脉冲对应于曲轴118的角旋转，其量等于360°除以N个齿。带N个齿的轮还可以包括一个或多个没有齿的间隙，所述间隙可用作曲轴118的一个完整转的指示器。
ECM 230还可以从其它传感器接收信号，例如发动机冷却剂温度传感器、歧管绝对压力(MAP)传感器、空气质量流量(MAF)传感器、节气门位置传感器、进气空气温度(IAT)传感器和/或其它合适传感器。图2A的ECM 230从气缸压力传感器260接收气缸压力信号(CylP)。
气缸压力传感器260测量气缸112内的压力且相应地产生气缸压力信号。虽然仅示出了单个代表性气缸压力传感器260，但是可设置一个或多个气缸压力传感器。仅作为示例，可设置用于发动机102的每个气缸的一个或多个气缸压力传感器。气缸压力传感器260可独立地或者与其它部件(例如，火花塞114)相关联地实施。
图2B的ECM 230从扭矩传感器262接收扭矩信号。扭矩传感器262测量曲轴118上的扭矩且相应地产生扭矩信号。扭矩传感器262可包括表面声学扭矩传感器、磁致弹性扭矩传感器、和/或其它合适类型的扭矩传感器。
发动机系统200包括根据本发明原理的燃烧监测模块280。发动机系统270包括根据本发明原理的燃烧监测模块290。虽然燃烧监测模块280和290显示为位于ECM 230内，但是燃烧监测模块280和290可位于其它合适位置，例如ECM 230外部。
燃烧监测模块280基于由气缸压力传感器260测量的气缸压力来确定气缸112内燃烧的燃料的乙醇含量。燃烧监测模块290基于由扭矩传感器262测量的曲轴118上的扭矩来确定气缸112内燃烧的燃料的乙醇含量。基于燃料的乙醇含量，一个或多个燃烧参数可以被选择性地调节，例如以便使得排放最小化且使得燃料效率最大化。
现在参考图3A，示出了燃烧监测模块280的示例性实施方式的功能框图。燃烧监测模块280包括放热模块302、位置确定模块304和乙醇确定模块306。燃烧监测模块280还可以包括燃烧控制模块308和存储器模块310。
放热模块302基于在各个曲轴位置处的气缸压力来确定气缸112内燃烧的燃料的放热曲线。更具体地，放热模块302基于在预定曲轴位置(即，角度)处的放热值来确定放热曲线。每个放热值对应于在曲轴角处的气缸压力比。
在给定曲轴角处的压力比对应于在该给定曲轴角处的测量气缸压力除以在该曲轴角处的拖动气缸压力。曲轴角由曲轴传感器258提供。测量气缸压力对应于由气缸压力传感器260测量的气缸压力。拖动气缸压力对应于在燃烧未发生时(即，在气缸112未点火时)在该曲轴角处的预期气缸压力。拖动气缸压力可从查询表获得或者理论地确定。
仅作为示例，存储器模块310可包括由曲轴角索引的气缸压力的映射图，其中，气缸压力在发动机102被拖动时标定。拖动气缸压力可基于曲轴角从存储器模块310获得。拖动气缸压力可以使用例如以下等式理论地确定：
PMotored＝P1*(V1/V)γ＝P1*CRγ
其中，P1是先前气缸压力，V1是气缸112的先前体积，V是气缸112的当前体积，CR是压缩比，且γ是比热比。气缸112的体积可基于曲轴角来确定。比热比可以是常值，例如对于汽油型发动机系统来说是1.32。在其它实施方式中，比热比可以从由曲轴角索引的比热比的查询表确定。
放热模块302确定与每个压力比相对应的放热值。放热值可从由压力比索引的放热值的映射图获得。映射图可例如存储在存储器模块310中。放热模块302可基于预定数量的放热值来确定燃料的放热曲线。仅作为示例，放热曲线可基于在一个发动机循环内获得的三个或更多放热值来确定，其中，一个发动机循环对应于曲轴118的两转(即，720°)。
基于预定数量(例如，3)的放热值，还可以确定50％放热值(HR50)。HR50对应于在放热值从最小放热值增大至最大放热值达一半(即，50％)时的曲轴角。最小放热值和最大放热值可分别对应于在燃料燃烧开始(例如，TDC前20°)附近的第一曲轴角处的放热值和燃烧结束(例如，TDC后20°)附近的第二曲轴角处的放热值。用于确定HR50的第三放热值可以对应于在活塞处于TDC位置时的放热值。在其它实施方式中，可以替代地确定其它百分比放热值，例如10％、30％、70％或90％放热值。
位置确定模块304确定在百分之五十(50％)的燃料在气缸112内被消耗时的曲轴位置(即，角度)。50％的燃料被消耗时的曲轴角称为CA50。位置确定模块304基于放热曲线来确定燃料的CA50。在另一种实施方式中，位置确定模块304可以从由HR50索引的CA50的映射图来确定CA50。这种映射图可存储在例如存储器模块310中。
乙醇确定模块306基于CA50来确定燃料的乙醇含量(例如，百分比)。仅作为示例，乙醇确定模块306可从由CA50索引的乙醇含量的映射图确定乙醇含量。这种映射图可存储在例如存储器模块310中，且乙醇含量和CA50之间的关系可类似于图4所示的关系。图4示出了CA50对比燃料的乙醇百分比的示例性曲线。如图4所示，在燃料的CA50趋近TDC位置时，给定燃料的乙醇百分比增加。
燃烧控制模块308基于燃料的乙醇含量选择性地调节一个或多个燃烧参数。仅作为示例，燃烧控制模块308可调节燃料喷射量(例如，质量)、燃料喷射正时、和/或火花正时。调节火花正时可用于例如调节在预定量的喷射燃料(例如10％和/或50％)被燃烧时的曲轴角。
燃烧控制模块308还可以调节其它燃烧参数，例如增压装置的增压、EGR阀256的开启、进气阀236的开启和/或排气阀238的开启。确定喷射燃料的乙醇含量并基于乙醇含量来调节燃烧参数会使得灵活燃料车辆中的排放最小化且使得燃料经济性最大化。
现在参考图3B，示出了燃烧监测模块290的示例性实施方式的功能框图。燃烧监测模块290包括乙醇确定模块306和燃烧控制模块308。燃烧监测模块290还包括扭矩比确定模块332、位置确定模块334和存储器模块336。
扭矩比确定模块332基于在各个曲轴位置处的曲轴118上的扭矩来确定气缸112内燃烧的燃料的扭矩比。更具体地，扭矩比确定模块332基于在预定曲轴角处的扭矩来确定扭矩比。预定曲轴角处的扭矩比对应于在曲轴角处的测量扭矩除以在该曲轴角处的拖动扭矩。曲轴角由曲轴传感器258提供。
测量扭矩是由扭矩传感器262测量的扭矩。拖动扭矩对应于在燃烧未发生时(即，在气缸112未点火时)在该曲轴角处的预期扭矩。仅作为示例，扭矩比确定模块332可从由曲轴角索引的拖动扭矩的映射图来确定拖动扭矩。这种映射图可例如存储在存储器模块336中。
基于预定数量(例如，3)的扭矩比，扭矩比确定模块332还可以确定50％扭矩比(TR50)。TR50对应于在扭矩比从最小扭矩比增大到最大扭矩比达一半(即，50％)时的曲轴角。最小扭矩比和最大扭矩比可分别对应于在燃料燃烧开始(例如，TDC前20°)附近的第一曲轴角处的扭矩比和燃烧结束(例如，TDC后20°)附近的第二曲轴角处的扭矩比。用于确定TR50的第三扭矩比可以对应于在活塞处于TDC位置时的扭矩比。在其它实施方式中，可以替代地确定其它百分比扭矩比值，例如10％、30％、70％或90％扭矩比值。
位置确定模块334基于一个或多个扭矩比来确定燃料的CA50。仅作为示例，位置确定模块334可基于在一个发动机循环内获得的预定数量的扭矩比或TR50来确定燃料的CA50。位置确定模块334可以从由扭矩比索引的CA50的映射图来确定CA50。这种映射图可存储在例如存储器模块336中且扭矩比和CA50之间的关系可类似于图5所示的关系。图5示出了给定燃料的TR50对比CA50的示例性曲线。如图5所示，在给定燃料的TR50趋近TDC位置时，该给定燃料的CA50趋近TDC位置。
乙醇确定模块306基于CA50来确定燃料的乙醇含量(例如，百分比)。仅作为示例，乙醇确定模块306可从由CA50索引的乙醇含量的映射图来确定乙醇含量。这种映射图可存储在例如存储器模块310中，且乙醇含量和CA50之间的关系可类似于图4所示的关系。燃烧控制模块308基于燃料的乙醇含量选择性地调节一个或多个燃烧参数。
现在参考图6A，示出了描绘由燃烧监测模块280执行的示例性方法600的流程图。方法600以步骤602开始，其中，方法600喷射燃料。由此，燃料提供给气缸以用于燃烧。方法600在步骤604监测由气缸压力传感器测量的气缸压力。方法600还基于在预定曲轴角处的测量气缸压力和在这些预定曲轴角处的拖动气缸压力来确定压力比。每个压力比对应于放热值。
方法600在步骤606确定放热曲线。方法600可基于与压力比相对应的预定数量的放热值(例如，三个或更多放热值)来确定放热曲线。方法600还可以在步骤606确定燃料的HR50。
方法600在步骤608确定燃料的CA50。方法600基于放热曲线或HR50来确定CA50。方法600在步骤610确定燃料的乙醇含量(例如百分比)。方法600基于燃料的CA50来确定燃料的乙醇含量。由此，方法600基于由气缸压力传感器260测量的气缸压力来确定乙醇含量。然后，方法650结束。
现在参考图6B，示出了描绘由燃烧监测模块290执行的示例性方法650的流程图。方法650以步骤652开始，其中，方法650喷射燃料。由此，燃料提供给气缸以用于燃烧。方法650在步骤654监测由扭矩传感器262测量的扭矩。换句话说，方法650监测在燃料燃烧期间测量的曲轴118上的扭矩。
方法650在步骤656确定扭矩比。方法650基于在预定曲轴角处的测量扭矩除以在该曲轴角处的拖动扭矩来确定该曲轴角的扭矩比。在其它实施方式中，方法650在步骤656确定一个以上的曲轴角的一个以上的扭矩比，其可用于确定燃料的TR50。
方法650在步骤658确定燃料的CA50。方法650基于一个或多个扭矩比或TR50来确定CA50。方法650在步骤660确定燃料的乙醇含量(百分比)。方法650基于燃料的CA50来确定燃料的乙醇含量。由此，方法650基于由扭矩传感器262测量的曲轴118上的扭矩来确定燃料的乙醇含量。然后，方法650结束。
现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形式实施。因此，尽管本发明包括特定的示例，由于当研究附图、说明书和所附权利要求书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围不应如此限制。

Claims (10)

1.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力和在所述发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩中的一个来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
2.根据权利要求1所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，其中，所述位置确定模块基于所述放热曲线来确定所述曲轴角。
3.根据权利要求2所述的燃烧控制系统，其中，所述放热模块基于所述气缸压力和拖动气缸压力来确定气缸压力比；确定每个所述气缸压力比的对应放热值；以及基于所述放热值来确定所述放热曲线。
4.根据权利要求1所述的燃烧控制系统，还包括放热模块，所述放热模块基于在所述发动机循环期间由所述气缸压力传感器测量的气缸压力来确定所述燃料的放热曲线，且基于所述放热曲线来确定百分比放热值，其中，所述位置确定模块基于所述百分比放热值来确定所述曲轴角。
5.根据权利要求1所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述扭矩比来确定所述曲轴角。
6.根据权利要求1所述的燃烧控制系统，还包括扭矩比确定模块，所述扭矩比确定模块基于在所述发动机循环期间由所述扭矩传感器测量的扭矩和所述气缸的拖动扭矩来确定扭矩比，且基于所述扭矩比来确定百分比扭矩比，其中，所述位置确定模块基于所述百分比扭矩比来确定所述曲轴角。
7.根据权利要求5所述的燃烧控制系统，其中，所述扭矩比分别对应于预定曲轴角，且每个所述扭矩比等于在所述预定曲轴角中的一个下的测量扭矩与在所述预定曲轴角中的所述一个下的拖动扭矩的商。
8.根据权利要求1所述的燃烧控制系统，还包括燃烧控制模块，所述燃烧控制模块基于所述乙醇含量来调节喷射的所述燃料的质量和火花正时中的至少一个。
9.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由气缸压力传感器测量的气缸内的压力来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
10.一种用于车辆的燃烧控制系统，包括：
位置确定模块，所述位置确定模块基于在发动机循环期间由扭矩传感器测量的曲轴上的扭矩来确定在所述发动机循环期间在发动机的所述气缸内燃烧预定百分比的燃料时的曲轴角；和
乙醇确定模块，所述乙醇确定模块基于所述曲轴角来确定所述燃料的乙醇含量。
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